CN1975131A - 燃气轮机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种燃气轮机，其通过轴承箱(32)经由作为轴承部(26)的径向轴承(31)来自由旋转地支承转子(24)的排气侧端部，在该轴承箱(32)的外周侧配设排气导流器(23)，由形成环形状的分隔壁(42)来连结轴承箱(32)的端面和排气导流器(23)的内筒部(33)，从而划分出轴承部(26)和排气导流器(23)间的空间部(S)，沿周向均等间隔地在该分隔壁(42)上形成多个排气孔(46)，设置将滞留在空间部(S)的高温气体排出的排出气体通路。该燃气轮机通过防止供给轴承部的润滑油的炭化来抑制振动发生，提高可靠性。

Description

燃气轮机
技术领域
本发明涉及对压缩的压缩空气供给燃气燃烧，将产生的燃烧气体供给轮机以得到旋转动力的燃气轮机。
背景技术
燃气轮机例如由压缩机和燃烧器和轮机构成，从空气取入口取入的空气由压缩机压缩，成为高温高压的压缩空气，通过燃烧器对该压缩空气供给燃料燃烧，高温高压的燃烧气体驱动轮机，并驱动与轮机连结的发电机。这种情况下，轮机通过在车室内交替配置多个静翼和动翼而构成，由燃烧气体驱动动翼，以旋转驱动连结发电机的输出轴。并且，驱动轮机的燃烧气体通过排气车室的导流器而变换为静压，然后排出到大气。
这样构成的轮机中，固定多个动翼的轮机轴在入口车室侧和排气车室侧分别由轴承部自由旋转地支承在机壳上。这种情况下，对各轴承部供给润滑油，并在该轴承部的附近设置多层密封圈，以使供给的润滑油不从轴承部流出。并且，通过将从压缩机抽出的空气供给该密封圈，抑制润滑油从轴承部泄漏。
作为这样的燃气轮机有下记专利文献1所记载的方案。
专利文献1：特开2005-023812号公报
但是，在燃气轮机的排气车室侧，在排气侧轴承部的外周侧设置使排出气体成为静压而排出外部的排气导流器，在该排气导流器中流动的高温排出气体使轴承部加热。特别是，以低输出长时间运行燃气轮机则使排气导流器内侧滞留高温气体，所以排气侧轴承部成为高温状态，供给该排气侧轴承部的润滑油炭化成固体。于是，密封圈的密封面上附着润滑油的炭化物，该炭化物接触轮机轴会产生振动。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而研发的，其目的在于提供一种防止供给轴承部的润滑油的炭化而抑制振动产生，实现可靠性提高的燃气轮机。
本发明第一方案的燃气轮机，其由燃烧器对由压缩机压缩的压缩空气供给燃料燃烧，将产生的燃烧气体供给轮机以得到旋转动力，其特征在于，设有排出气体通路，经由该排出气体通路将滞留在由自由旋转地支承轮机轴的排气侧轴承部和排气导流器划分出的空间部中的高温气体由在所述排气导流器中流动的排出气体吸引排出。
本发明第二方案的的燃气轮机，其特征在于，所述空间部由作为所述排气侧轴承部的轴承箱、所述排气导流器的内筒部、连结所述轴承箱和所述内筒部的所述轮机侧的端部的分隔壁划分出，所述排出气体通路具有形成在所述分隔壁上的排气孔。
本发明第三方案的燃气轮机，其特征在于，所述分隔壁形成环形状，所述排气孔沿周向均等间隔地在所述分隔壁上形成多个。
本发明第四方案的燃气轮机，其特征在于，所述排气孔中固定向所述空间部侧突出的排气连接管。
本发明第五方案的燃气轮机，其特征在于，所述排气连接管的前端部朝下。
本发明第六方案的的燃气轮机，其特征在于，所述排气孔或所述排气连接管中设置流量调节装置。
根据本发明第一方案的燃气轮机，通过设有排出气体通路，并经由该排出气体通路将滞留在由自由旋转地支承轮机轴的排气侧轴承部和排气导流器划分出的空间部中的高温气体由在所述排气导流器中流动的排出气体吸引排出。从而，即使排气导流器中流动的高温的排出气体使排气侧轴承部周边受热，该周边部滞留的高温气体也会通过排出气体通路由在排气导流器中流动的排出气体吸引排出，所以，排气侧轴承部的润滑油不会炭化，抑制因轮机轴的振动产生，实现可靠性的提高。
根据本发明第二方案的的燃气轮机，其特征在于，所述空间部由作为所述排气侧轴承部的轴承箱、所述排气导流器的内筒部、连结轴承箱和所述内筒部的所述轮机侧的端部的分隔壁划分出，所述排出气体通路具有形成在所述分隔壁上的排气孔。从而，仅仅是简单地在已有的设备上形成排气孔，则能够将滞留在排气侧轴承部的周边部的高温气体排出，防止排气侧轴承部的润滑油的炭化。
根据本发明第三方案的燃气轮机，其特征在于，所述分隔壁形成环形状，所述排气孔沿周向均等间隔地在所述分隔壁上形成多个。从而，排气侧轴承部的周边部滞留的高温气体能够由多个排气孔适当排出，可靠地抑制排气侧轴承部的高温化。
根据本发明第四方案的燃气轮机，其特征在于，所述排气孔中固定向所述空间部一侧突出的排气连接管，排气导流器中流动的排出气体的吸引力经由排气连接管可靠地作用于空间部。从而，滞留在该空间部的高温气体能够从排气连接管经由排气孔而可靠排出，提高高温气体的排出性能。
根据本发明第五方案的燃气轮机，其特征在于，所述排气连接管的前端部朝下。从而不会使异物进入排气连接管，可提高安全性能。
根据本发明第六方案的的燃气轮机，其特征在于，所述排气孔或所述排气连接管中设置流量调节装置。从而，针对对应燃气轮机的运转状态而变动的空间部的温度，通过由流路调节装置调节从该空间部排出的高温气体的排出量来实现空间部的温度的稳定化。
附图说明
图1是本发明的实施例1的燃气轮机的排气车室的剖面图；
图2是图1的II-II剖面图；
图3是实施例1的燃气轮机的概略结构图；
图4是本发明的实施例2的燃气轮机的排气车室的剖面图；
图5是图4的V-V剖面图；
图6是实施例2的燃气轮机的排气通路的剖面图；
图7是本发明的实施例3的燃气轮机的排气通路的剖面图。
附图标记说明：11压缩机；12燃烧器；13轮机；14排气室；20轮机车室；21轮机静翼；22轮机动翼；23排气导流器；24转子(轮机轴)；25压缩侧轴承部；26排气侧轴承部；31径向轴承；32轴承箱；33内筒部；34排气通路；35、36、37密封圈；38空气孔；39空气配管；42分隔壁；46排气孔(排出气体通路)；51排气连接管(排出气体通路)；61帽部(流量调节装置)；S空间部。
具体实施方式
以下参照附图详细说明本发明的燃气轮机的合适的实施例。另外，本发明不由实施例限定。
实施例1
图1是本发明的实施例1的燃气轮机的排气车室的剖面图，图2是图1的II-II剖面图，图3是实施例1的燃气轮机的概略结构图。
实施例1的燃气轮机，如图3所示，由压缩机11和燃烧器12和轮机13和排气室14构成，该轮机13上连结未图示的发电机。该压缩机11具有取入空气的空气取入口15，压缩机车室16内交替配设多个静翼17和动翼18，其外侧设有分流器19。燃烧器12对由压缩机压缩的压缩空气供给燃料，由点火器点火而能够燃烧。轮机13在轮机车室20内交替配设多个静翼21和动翼22。排气室14具有与轮机13连续的排气导流器23。另外，贯通压缩机11、燃烧器12、轮机13、排气室14的中心部而配设转子(轮机轴)24，压缩机11侧的端部由轴承部25自由旋转地支承，排气室14侧的端部由轴承部26自由旋转地支承。并且，该转子24上固定多个圆板，连结各动翼18、22，并在压缩机11侧经由减速器连结未图示的发电机。
因此，从压缩机11的空气取入口15取入的空气通过多个静翼21和动翼22被压缩，成为高温高压的压缩空气，由燃烧器12对该压缩空气供给规定燃料而燃烧。并且，该燃烧器12生成的动作流体即高温高压的燃烧气体通过构成轮机13的多个静翼21和动翼22而驱动旋转转子24，驱动连结该转子24的发电机，排出气体通过排气室14的排气导流器23而向后排出。
在这样形成的燃气轮机排气室14侧，排气侧轴承部26的外周侧设有排气导流器23，该排气导流器23内流动的高温的排出气体使轴承部26受热。于是，供给该轴承部26的润滑油炭化而固化，在防止该润滑油泄漏的密封圈的密封面上附着润滑油的炭化物，该炭化物接触转子24而产生振动。
因此，本实施例中的燃气轮机中，设置排出气体通路，经由该排出气体通路，自由旋转支承转子24的排气侧轴承部26和排气导流器23划分出的空间部内滞留的高温气体由排气导流器23内流动的排出气体吸引排出。以下，具体说明本实施例。
本实施例的燃气轮机中，如图1和2所示，转子24经由构成排气侧轴承部26的径向轴承31而由轴承箱32旋转自由地支承，对该径向轴承31供给润滑油。该轴承箱32的外周侧上配置有排气导流器23。该排气导流器23由未图示的外筒部和内筒部33构成，从而形成排气通路34，外筒部固定在构成排气室14的机壳上。
在轴承箱32的端部上形成三个密封圈35、36、37，密封面隔有微小间隙而位于转子24的外周面。并且，中央的密封圈36上沿径向形成供给密封空气的空气孔38，在基端部连结空气配管39，前端部在密封面开口。另外，空气配管39经由未图示的配管与压缩机11的抽气分流器19连结，能供给抽气的规定压力的空气。另外，轴承箱32上沿径向形成在径向轴承31和密封圈37之间的空间开设的通过孔40，基端部连结蒸气配管41。
因此，从空气配管39经由空气孔38向密封圈36的密封面供给密封空气，则被供给的密封空气通过密封圈36的密封面和转子24的外周面而流动到轴承箱32的外侧的密封圈35侧和内侧的密封圈37侧。于是，从中央的密封圈36向轴承箱32的外侧的密封圈35侧流动的密封空气能够阻止高温的排出气体进入轴承箱32内。另一方面，从中央的密封圈36向轴承箱32的内侧的密封圈37侧流动的密封空气能够阻止润滑油从径向轴承31泄漏。
另外，轴承箱32的端面和排气导流器23的内筒部33的内周彀部33a由构成环形状的分隔壁42连结，从而划分出轴承部26和排气导流器23间的空间部S。这种情况下，分隔壁42经由外周部构成环形状的六个密封部件43、44密接在内筒部33的内周彀部33a，内周部由旋紧螺栓45固定在轴承箱32上。并且，该分隔壁42上沿周向均等间隔地形成多个排气孔46，从而形成排出滞留在空间部S的高温气体的排出气体通路。
因此，驱动轮机13的高温高压的排出气体在排气导流器23的排气通路34被变换为静压，然后排出，这时，排出气体的热量传给排气导流器23的内筒部33而加热空间部S。但是，排气通路34和该空间部S由形成在分隔壁42上的多个排气孔46连通，所以在排气通路34内流动的排出气体的吸引力通过所述各排气孔46而作用于空间部S，滞留在该空间部S内的高温气体被各排气孔46吸引，排出到排气通路34。
因此，空间部S不会加热到极度高温状态，供给径向轴承31的润滑油不会受热炭化。
这样实施例1的燃气轮机中，转子24的排气侧端部经由作为轴承部26的径向轴承31而由轴承箱32旋转自由地支承，该轴承箱32的外周侧配设排气导流器23，轴承箱32的端面和排气导流器23的内筒部33的内周彀部33a由形成环形状的分隔壁42连结，从而划分出轴承部26和排气导流器23间的空间部S，在该分隔壁42上沿周向均等间隔地形成多个排气孔46，而形成将滞留在空间部S中的高温气体排出的排出气体通路。
因此，即使排气通路34中流动的高温的排出气体使排气侧轴承部26的周边的空间部S受热，滞留在该空间部S中的高温气体也会通过作为排出气体通路的各排气孔46而被排气通路34中流动的排出气体吸引排出，所以排气侧轴承部26的润滑油不会炭化，能够抑制因转子24的振动发生，提高可靠性的。
另外，通过轴承箱32和排气导流器23的内筒部33和分隔壁42划分出空间部S，该分隔壁42上形成排气孔46，仅仅通过在已有的设备上简单地形成排气孔46，就能够使滞留在排气侧轴承部26的周边部的高温气体排出，防止润滑油炭化。
进而，分隔壁42形成环形状，在该分隔壁42上沿周向均等间隔地形成多个排气孔46，排气侧轴承部26的周边部滞留的高温气体由多个排气孔46适当排出，能够可靠地抑制排气侧轴承部26的高温化。
实施例2
图4是本发明的实施例2的燃气轮机的排气车室的剖面图，图5是图4的V-V剖面图，图6是实施例2的燃气轮机的排出通路的剖面图。另外，具有前面与所述的实施例说明的结构相同的功能的部件赋予相同的附图标记，不再重复说明。
本实施例的燃气轮机中，如图4和5所示，转子24经由构成排气侧轴承部26的径向轴承31而由轴承箱32旋转自由地支承，对该径向轴承31供给润滑油。该轴承箱32的外周侧配设排气导流器23，从而形成排气通路34。轴承箱32上形成三个密封圈35、36、37，密封面隔着微小间隙位于转子24的外周面上，在中央的密封圈36上沿径向形成供给密封空气的空气孔38。
另外，轴承箱32的端面和排气导流器23的内筒部33通过形成环形状的分隔壁42连结，从而划分出轴承部26和排气导流器23间的空间部S。并且，在该分隔壁42上沿周向均等间隔地形成多个排气孔46，并且对应分隔壁42的各排气孔46而向空间部S侧突出地固定排气连接管51，从而形成滞留在空间部S的高温气体排出的排出气体通路。
即，排气连接管51形成相对于安装彀部52大致垂直的弯曲的配管部53，由四根固定螺栓54固定于分隔壁42上。并且，四个排气连接管51中位于上方的两个排气连接管51其前端部位于下方并且朝向分隔壁42的周向，位于下方的两个排气连接管51其前端部朝向下方。
因此，驱动轮机的高温高压的排出气体由排气导流器23的排气通路34变换成静压后排出，这时，排出气体的热量传给排气导流器23的内筒部33，空间部S受热。但是，排气通路34和该空间部S由形成在分隔壁42上的多个排气孔46和排气连接管51连通，所以，在排气通路34中流动的排出气体的吸引力通过该各排气孔46而作用于空间部S，滞留在该空间部S内的高温气体从各排气连接管51吸引而经由各排气孔46排出到排气通路34。
因此，空间部S不会被加热到极度的高温状态，供给径向轴承31的润滑油不会被加热炭化。
这样实施例2的燃气轮机中，轴承箱32的端面和排气导流器23的内筒部33由形成环形状的分隔壁42连结，划分出从而轴承部26和排气导流器23间的空间部S，在该分隔壁42上沿周向均等间隔地形成多个排气孔46，并且，在各排气孔42中固定向空间部S突出的排气连接管51，形成将滞留在空间部S中的高温气体排出的排出气体通路。
因此，即使在排气通路34中流动的高温的排出气体使排气侧轴承部26的周边的空间部S受热，该空间部S中滞留的高温气体通过作为排出气体通路的各排气孔46和各排气连接管51而被在排气通路34中流动的排出气体吸引排出，所以排气侧轴承部26的润滑油不会炭化，能够抑制转子24的振动发生，提高可靠性。
这种情况下，对应于排气孔42固定的排气连接管51向空间部S侧突出，所以在排气通路34中流动的排出气体的吸引力通过排气连接管51而可靠地作用于空间部S，能够将滞留在该空间部S中的高温气体从排气连接管51通过排气孔46可靠地排出，能够提高高温气体的排出性能。
另外，各排气连接管51的配管部53弯曲，其前端部朝下，所以即使有异物从外部进入空间部S，该异物也会受重力而不会进入排气连接管51，能够提高安全性。
实施例3
图7是本发明的实施例3的燃气轮机的排气通路的剖面图。另外，具有与前面所述的实施例说明的结构相同的功能的部件赋予相同的附图标记，不再重复说明。
即，排气连接管51一体地形成有相对于安装彀部52大致垂直弯曲的配管部53，由四根固定螺栓54固定在分隔壁42上。并且，该排气连接管51的前端外周部上形成螺纹部55，该排气连接管51的螺纹部55螺合帽部61而能够装固。
因此，驱动轮机的高温高压的排出气体由排气导流器23的排气通路34变换成静压后排出，这时，排出气体的热量传给排气导流器23的内筒部33，空间部S受热。但是，排气通路34和该空间部S由形成在分隔壁42上的多个排气孔46和排气连接管51连通，所以，在排气通路34中流动的排出气体的吸引力通过该各排气孔46而作用于空间部S，滞留在该空间部S内的高温气体从各排气连接管51吸引而经由各排气孔46排出到排气通路34。
这种情况下，对应在排气导流器23的排气通路34中流动的排气流量而对四根排气连接管51，通过仅仅在适当数目的排气连接管51上装固帽部，从而调节从空间部S排出的高温气体的流量。因此，空间部S不会加热到极度高温状态，供给径向轴承31的润滑油不会被加热炭化。
这样实施例3的燃气轮机中，轴承箱32的端面和排气导流器23的内筒部33由形成环形状的分隔壁42连结，划分出轴承部26和排气导流器23间的空间部S，在该分隔壁42上沿周向均等间隔地形成多个排气孔46，并且，在各排气孔42中固定向空间部S突出的排气连接管51，形成将滞留在空间部S中的高温气体排出的排出气体通路，并且这样能够在该排气连接管51上装固作为流量调节装置的帽部51。
即使在排气通路34中流动的高温的排出气体使排气侧轴承部26的周边的空间部S受热，该空间部S中滞留的高温气体通过作为排出气体通路的各排气孔46和各排气连接管51而被在排气通路34中流动的排出气体吸引排出，所以排气侧轴承部26的润滑油不会炭化，能够抑制转子24的振动发生，提高可靠性。
另外，通过在对应于排气导流器23的排气通路34中流动的排气流量的适当数目的排气连接管51上装固帽部61，从而能够调节从空间部S排出的高温气体的流量，实现空间部S的温度的稳定化。
另外，该实施例3中，在希望的排气连接管51上装固帽部61，封闭规定数目的排气孔46和排气连接管51，从而调节来自空间部S的高温气体的排气流量，也可对应于帽部61的旋转量变化排气连接管51的通路截面积。
另外，在上述的各实施例中，轴承箱32的端面和排气导流器23的内筒部33由形成环形状的分隔壁42连结，从而划分出轴承部26和排气导流器23间的空间部S，但是不限定于该结构，也可以通过改变轴承箱32和排气导流器23的内筒部33的一部分的形状，划分出空间部S。
工业上的利用可能性：本发明的燃气轮机将滞留在支承轮机轴的排气侧轴承部的外周边的高温气体适当排出来防止润滑油劣化，也能够实用于任何种类的燃气轮机。

Claims (8)

1.一种燃气轮机，其由燃烧器对由压缩机压缩的压缩空气供给燃料燃烧，将产生的燃烧气体供给轮机以得到旋转动力，其特征在于，设有排出气体通路，经由该排出气体通路将滞留在由自由旋转地支承轮机轴的排气侧轴承部和排气导流器划分出的空间部中的高温气体由在所述排气导流器中流动的排出气体吸引排出。
2.如权利要求1所述的燃气轮机，其特征在于，所述空间部由作为所述排气侧轴承部的轴承箱、所述排气导流器的内筒部、连结所述轴承箱和所述内筒部的所述轮机侧的端部的分隔壁划分出，所述排出气体通路具有形成在所述分隔壁上的排气孔。
3.如权利要求2所述的燃气轮机，其特征在于，所述分隔壁形成环形状，所述排气孔沿周向均等间隔地在所述分隔壁上形成多个。
4.如权利要求3所述的燃气轮机，其特征在于，所述排气孔中固定向所述空间部一侧突出的排气连接管。
5.如权利要求4所述的燃气轮机，其特征在于，所述排气连接管的前端部朝下。
6.如权利要求2所述的燃气轮机，其特征在于，所述排气孔中固定向所述空间部一侧突出的排气连接管。
7.如权利要求6所述的燃气轮机，其特征在于，所述排气连接管的前端部朝下。
8.如权利要求1～7任一权利要求所述的燃气轮机，其特征在于，所述排气孔或所述排气连接管中设置流量调节装置。
CN200610110031.8A 2005-11-28 2006-07-28 燃气轮机 Active CN1975131B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

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